Introduction

Le système climatique global de la Terre est le centre d’intérêt des scientifiques de nos jours, car il est clair que l’homme joue un rôle important dans son changement. Ce changement est étudié par bien des méthodes, et chacune d’elle a son utilité, son impacte et son temps de réponse. Cette étude concerne donc l’antarctique, qui est la plus grande calotte glaciaire terrestre. Recouvrant tout un continent depuis plus de 30 Millions d’années, et représentant à elle seul 91% de la glace sur Terre. Des modèles globaux de climat ont été mis en place et ne cessent de s’affiner pour pouvoir décrire au mieux les climats futurs. Les calottes polaires représentent l’une des composantes clés de ce système climatique. Par exemple, pour la calotte polaire à laquelle nous nous intéressons, l’évolution dépend directement de la température atmosphérique et des précipitations, qui elle-même ferons évoluer l’écoulement glaciaire de cette calotte. Il est donc important de connaître le socle rocheux où repose toute cette glace, pour ensuite l’utiliser dans des modèles et simulation d’écoulement ou autres.

L’antarctique en quelques chiffres

•Superficie : 14 millions de km² (environ 3500x4000 km). Ce qui représentent environs 25 fois la France.

•La péninsule Antarctique remonte jusqu’à la latitude maximum de 63°S, ce qui nous fait 27° d’étalement.

•L’épaisseur moyenne de glace est d’environ 2200m, avec un maximum de 4804m pour un volume de 30 millions de km3.

Les cartes

Les mesures du socle rocheux de l’Antarctique ne peuvent être obtenues par satellite, seul des relevés de terrain permettent d’avoir ces mesures.
Ils ont été essentiellement fait par :

•RADAR aéroporté et sismique,

•Gravimétrie : pour l’épaisseur ainsi que la profondeur du socle,

•Forages : pour l’étude chimique, épaisseur de glace et profondeur du socle.

Il faut savoir qu’il y a très peu de mesure, comparé à la taille du continent, car :

•La cartographie par satellite est assez intéressante pour l’altitude de surface (encore que les satellites ayant une orbite héliosynchrone, ne peuvent cartographier précisément le pôle), mais ne peut traverser la glace, et elle ne permet pas d’avoir une idée précise de l’épaisseur de glace, ainsi que la profondeur du socle rocheux.

•L’Antarctique est faiblement peuplé : il n’y a qu’une vingtaine de stations sur un continent représentant 25 fois la France, les distances sont donc énormes entre chacune d’elles.

•Une mission sur l’antarctique étant peu facile et très coûteuse, le survol demande beaucoup de kérosène qui n’est pas disponible partout sur le territoire. Ce sont donc des missions demandant beaucoup de précaution, de préparation et elles sont difficiles à mettre en place. Tout ça nous amène à une faible quantité de données sur le socle de l’Antarctique. Les zones proches des stations sont quant à elles, bien cartographiées par plusieurs méthodes.

Etude des cartes :

Pour commencer, la carte des mesures du socle de l’Antarctique :

En rouge, apparaissent les mesures effectuées.

On se rend compte qu’il y a peu de mesure comparé à la taille du continent. Les zones vierge vont donc être interpolées grâce aux mesures effectuées.

La carte avec les valeurs interpolées représente les altitudes du socle rocheux de l’antarctique :

Pour avoir une idées plus précise du relief rocheux de l’antarctique, on pourrait le comparer aux montagnes de l’Amérique du Nord, les « rocheuses ».

Le graphique ci-dessous met en comparaison les variations d’altitudes (amplitude) à différentes échelles en comparaison avec les « Rocheuses », ce qui permet d’imaginer « les collines », « les plaines » ou « les arrêtes » du socle de l’Antarctique.

en rouge l’Antarctique

en vert les « Rocheuses ».

Delta H correspond à la variation d’altitude.

On voit donc qu’à différentes échelles, les variations d’amplitudes sont plus prononcées en Antarctique qu’en zone montagneuse.

De plus, le socle forme aussi bien des grands dômes (variation à grande échelle) que des arrêtes très escarpées (variation à petite échelle).

Interprétation des résultats :

Toutes ces comparaisons ont montré que le socle Antarctique avait un fort relief, étant même plus important que les montagnes de l’Amérique du Nord.
Malgré cela, il ne faut pas oublier qu’une très faible proportion de l’Antarctique a été cartographiée et que la répartition des points de mesures est assez hétérogène. Ces points ne sont peut être pas entièrement représentatifs de l’ensemble du socle.

Les projets pour interpréter le climat

Cette étude pourrait constituer une première approche pour la mise en place d’un nouveau modèle topographique d’interpolation, basé sur la signature statistique du socle tel qu’il a été mesuré, proposant une alternative de données topographiques du socle pour la modélisation de la calotte Antarctique.

De plus, en etudiant la variation des écoulements sur différentes années, on pourrait facilement interpréter un changement climatique globale. Si l’écoulement s’accelerère, un réchauffement est présent. Si un ralentissement intervient, C’est un refroidissement. Cela se passe comme sur les glaciers de nos montagnes, mais sur une échelle plus grande.

L’intérêt de l’étude des écoulements des glaces sur le socle Antarctique a pour effet d’avoir une vision plus générale du changement climatique, aussi bien au niveau temporel que spatial.

De plus, une étude physico-chimique des glaces de la calotte, à l’aide des carottages, permet d’etudier avec précision les paléoclimats. Car l’âge des glaces de la calotte se rapproche d’un million d’années à certain endroit (dû au fait de l’ecoulement des glaces qui vont fondre à des latitudes plus chaudes).

Conclusion

Cette étude met en place les bases pour étudier de près les variations climatiques à grande échelle. Avec des mesures détaillées de l’écoulement par interférométrie radar, et en intégrant ce modèle dans un simulateur, il serait possible de quantifier précisément l’impact du réchauffement climatique.

Bibliographie

Dumas, C., 2002, Modélisation de l’évolution de l’Antarctique depuis le dernier cycle glaciaire-interglaciaire jusqu’au futur : importance relative des différents processus physiques et rôle des données d’entrées, Ph.D.diss., Université Joseph Fourier, Grenoble.

Remy, F. et al, 2003, L’Antarctique la mémoire de la Terre vue de l’éspace, éd. CNRS, Paris.

Site internet : Laboratoire de Glaciologie et de geophysique de l’Environnement (LGGE - Grenoble - Université Joseph Fourrier).